[实用新型]基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及混联气电混合动力系统，尤其涉及一种基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统。

背景技术

现有混联式混合动力车采用驱动电机单独驱动、发动机单独驱动、驱动电机和发动机联合驱动的三种驱动方式。混联式混合动力系统的布置方案是串联式布置和并联式布置的综合。目前混联式混合动力系统中一般包括发动机、电动机、永磁同步发电机、驱动桥和控制器，发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动永磁同步发电机发电。永磁同步发电机发出的电能由控制器控制，输送给电动机驱动或者直接输送到超级电容组，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。其中，永磁同步发电机虽然具有效率较高、功率因素高、体积小、功率密度大等优点，但其存在更多的缺点，例如，永磁同步发电机中采用的永磁材料昂贵，其制造工艺复杂，性能受温度影响较大，维修率高，大功率输出困难，从而使得使永磁同步发电机在混合动力和电动汽车上使用存在局限性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供采用三相异步发电机的基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统。

本实用新型的技术方案为：基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统，其包括发动机、电动机、发电机、驱动桥、超级电容组和控制器，所述发动机由天然气驱动，其一端由离合器与电动机一端连接，电动机另一端连接驱动桥，发动机另一端由皮带传动带动发电机；控制器一端分别连接发电机和电动机，控制器另一端连接超级电容组，所述发电机为三相异步发电机。

本实用新型中，发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动三相异步发电机发电。三相异步发电机发出的电能由控制器控制，输送给电动机驱动或者直接输送给超级电容组，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。

目前的气电混合动力公交车由气瓶、充气阀、过滤器、减压器、高压表、电磁截止阀、过流保护阀和管道等组成，气路紧固件存在运行过程中因颠簸、振动造成松脱故障，同时造成漏气故障隐患。现有采用电磁离合器控制永磁发电机混合动力公交车，存在电磁离合器结合分开时打火花现象，而气电混合动力公交车若出现以上情况，则易出现引燃、爆炸的危险。

本实用新型的混联气电混合动力系统中采用三相异步发电机取代现有的永磁发同步电机，不需要电磁离合器控制发电转速，保证不会出现打火花现象，保证车辆行驶安全；同时三相异步发电机不仅采用变频技术，而且灵活性高，维修方便，调速方便且性能好；具有成本低、控制简单、技术成熟等特点，具有到广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型基于三相异步发电机的气电混联式混合动力系统，其包括发动机1、电动机2、发电机3、驱动桥4、一个以上超级电容组5和控制器6，所述发动机1由天然气驱动，其一端由离合器7与电动机2一端连接，电动机2另一端连接驱动桥4，发动机1另一端由皮带传动带动发电机3；控制器6一端分别连接发电机3和电动机2，控制器6另一端连接超级电容组5，所述发电机3为三相异步发电机。

本实用新型中，发动机1发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥4，另一部分则驱动三相异步发电机3发电。三相异步发电机3发出的电能由控制器6控制，输送给电动机2驱动或者直接输送给超级电容组5，电动机2产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥4。

当三相异步发电机3转子的转速n 低于同步转速n1=60f/p时， 它们之间有一个转差率S=(nl-n)/n， 电动机2的工作范围0<s<1，其中f为电压频率，p为电机级数，n1为转子转速（转/min），n为定子磁场转速（转/min），如果此时发动机1带三相异步发电机3工作，使其转速n 高于旋转磁场转速，且转差率s 的值小于零，此时旋转磁场也切割转子导体，只是其相对关系与电动机2工作状态相反。此时的电磁力矩是制动性质的，发动机1必须克服这个制动力矩才能使转子旋转。在这个过程中发动机1做了功，发动机1使电动机轴上的机械能转变为定子绕组输向超级电容组5的电能。这时的电动机工作在发电机状态，其有功功率由三相异步发电机3提供；通过本身劢磁功率得到无功功率。